Python使用pathlib包轻松玩转文件系统路径的处理

Python pathlib 包详解：现代文件路径处理方式

pathlib 是 Python 3.4 引入的内置库，提供了面向对象的文件系统路径处理方式，相比传统的 os.path 模块，它更直观、更易读，也更符合 Python 的风格。

一、pathlib 核心功能与优势

• 面向对象的 API，操作路径更直观
• 路径拼接、分割等操作更简洁
• 内置文件读写、属性查询等方法
• 跨平台兼容，自动处理不同系统的路径分隔符
• 支持链式调用，代码更优雅

二、基本使用与路径创建

创建路径对象

from pathlib import Path

# 当前工作目录
cwd = Path.cwd()
print("当前工作目录:", cwd)

# 用户主目录
home = Path.home()
print("用户主目录:", home)

# 手动创建路径
path = Path("/usr/local/bin")
relative_path = Path("docs", "guide.md")  # 相对路径
combined_path = Path.home() / "projects" / "python"  # 使用 / 运算符拼接

print("组合路径:", combined_path)

三、路径属性与信息获取

p = Path("/Users/username/projects/flask/app.py")

# 基本属性
print("文件名:", p.name)           # 带扩展名的文件名：app.py
print("纯文件名:", p.stem)         # 不带扩展名的文件名：app
print("扩展名:", p.suffix)         # 扩展名：.py
print("父目录:", p.parent)         # 父目录路径：/Users/username/projects/flask
print("根目录:", p.root)           # 根目录：/
print("是否绝对路径:", p.is_absolute())  # True

# 多重扩展名处理
archive = Path("data.tar.gz")
print("所有扩展名:", archive.suffixes)  # ['.tar', '.gz']
print("完整扩展名:", ''.join(archive.suffixes))  # .tar.gz

四、路径操作与修改

p = Path("/Users/username/docs/report.txt")

# 修改文件名/扩展名
new_name = p.with_name("summary.txt")
print("新文件名:", new_name)  # /Users/username/docs/summary.txt

new_suffix = p.with_suffix(".md")
print("新扩展名:", new_suffix)  # /Users/username/docs/report.md

# 路径拼接
subpath = p.parent / "images" / "chart.png"
print("子路径:", subpath)  # /Users/username/docs/images/chart.png

# 相对路径计算
other_path = Path("/Users/username/projects/app.py")
relative = p.relative_to(Path.home())
print("相对路径:", relative)  # docs/report.txt

五、文件系统交互

file_path = Path("example.txt")

# 文件读写
file_path.write_text("Hello, pathlib!")  # 写入文本
content = file_path.read_text()          # 读取文本
print("文件内容:", content)

# 二进制读写
bin_path = Path("data.bin")
bin_path.write_bytes(b"Binary data")
bin_content = bin_path.read_bytes()
print("二进制内容:", bin_content)

# 文件属性
print("文件大小:", file_path.stat().st_size)  # 字节数
print("创建时间:", file_path.stat().st_ctime)  # 创建时间戳
print("修改时间:", file_path.stat().st_mtime)  # 修改时间戳

六、目录操作与文件查找

# 创建目录（递归创建）
new_dir = Path("docs/tutorial/examples")
new_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)  # parents=True 允许递归创建

# 列出目录内容
for item in Path.cwd().iterdir():
    if item.is_dir():
        print(f"目录: {item.name}")
    elif item.is_file():
        print(f"文件: {item.name}")

# 查找文件（glob 模式）
# 查找当前目录下所有 .py 文件
py_files = list(Path.cwd().glob("*.py"))
print("Python 文件:", py_files)

# 递归查找所有 .txt 文件
txt_files = list(Path.cwd().rglob("*.txt"))  # rglob 递归查找
print("所有文本文件:", txt_files)

# 检查路径是否存在
print("是否存在:", new_dir.exists())
print("是否是文件:", file_path.is_file())
print("是否是目录:", new_dir.is_dir())

七、文件移动与删除

source = Path("old_file.txt")
dest = Path("new_dir/new_file.txt")

# 创建测试文件
source.write_text("Test content")

# 移动文件
source.rename(dest)  # 可以移动并改名

# 复制文件（pathlib 本身不直接支持，需结合 shutil）
import shutil
shutil.copy2(dest, Path("backup.txt"))  # 保留元数据的复制

# 删除文件
Path("backup.txt").unlink()  # 删除文件

# 删除目录（空目录）
empty_dir = Path("empty_dir")
empty_dir.mkdir(exist_ok=True)
empty_dir.rmdir()  # 只能删除空目录

# 删除非空目录（需使用 shutil）
import shutil
shutil.rmtree(new_dir.parent)  # 递归删除目录及其内容

八、与 os.path 的对比

功能	os.path 方式	pathlib 方式
获取文件名	os.path.basename(path)	Path(path).name
获取目录名	os.path.dirname(path)	Path(path).parent
路径拼接	os.path.join(a, b)	Path(a) / b
检查是否为文件	os.path.isfile(path)	Path(path).is_file()
获取扩展名	os.path.splitext(path)[1]	Path(path).suffix

九、实际应用场景示例

def process_markdown_files(root_dir):
    """查找并处理所有 markdown 文件"""
    root = Path(root_dir)
    
    # 检查目录是否存在
    if not root.exists() or not root.is_dir():
        print(f"目录不存在: {root}")
        return
    
    # 递归查找所有 .md 文件
    md_files = root.rglob("*.md")
    
    for file in md_files:
        try:
            # 读取文件内容
            content = file.read_text(encoding="utf-8")
            
            # 简单处理：统计字符数
            char_count = len(content)
            word_count = len(content.split())
            
            print(f"文件: {file.relative_to(root)}")
            print(f"  字符数: {char_count}")
            print(f"  单词数: {word_count}\n")
            
        except Exception as e:
            print(f"处理 {file} 时出错: {e}")

# 使用函数
process_markdown_files("docs")

总结

pathlib 提供了一种更现代、更面向对象的文件路径处理方式，它将路径视为对象而非字符串，使得代码更易读、更易维护。对于新的 Python 项目，推荐使用 pathlib 替代传统的 os.path 模块。

通过 pathlib，你可以用更少的代码完成更多的文件操作，同时避免了许多与路径处理相关的常见错误，特别是在跨平台开发时。